48 Schwerpunkt: Schaumbitumen Dehnung ε [‰] 70 60 50 40 30 20 10 Einaxialer Druck-Schwellversuch gemäß TP Asphalt-StB, Teil 25 B 1 DS30 (Referenz) MT: 150 °C VT: 145 °C DS30 (Schaum) MT: 130 °C VT: 125 °C DS50 (Referenz) MT: 150 °C VT: 145 °C DS50 (Schaum) MT: 130 °C VT: 125 °C DS30 (Schaum + Additiv) DS50 (Schaum + Additiv) MT: 130 °C MT: 130 °C VT: 125 °C VT: 125 °C 0 0 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000 8.000 9.000 10.000 Belastungszyklen n [-] Bild 5: Impulskriechkurven AC 11 D S mit 30 M.-% und 50 M.-% Asphaltgranulat Dehnung ε [‰] 70 60 50 40 30 20 10 Einaxialer Druck-Schwellversuch gemäß TP Asphalt-StB, Teil 25 B 1 BS40 (Referenz) MT: 150 °C VT: 145 °C BS40 (Schaum) MT: 130 °C VT: 125 °C BS60 (Referenz) MT: 150 °C VT: 145 °C BS60 (Schaum) MT: 130 °C VT: 125 °C BS40 (Schaum + Additiv) BS60 (Schaum + Additiv) MT: 130 °C MT: 130 °C VT: 125 °C VT: 125 °C 0 0 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000 8.000 9.000 10.000 Belastungszyklen n [-] Bild 6: Impulskriechkurven SMA 16 B S mit 40 M.-% und 60 M.-% Asphaltgranulat tate in Bild 4 zu erkennen ist, liegen die Steifigkeitsmoduln der temperaturabgesenkten Schaumbitumenvarianten grundsätzlich unter den Steifigkeitsmoduln der bei höherer Misch- und Verdichtungstemperatur hergestellten Referenzvarianten. Die Unterschiede können nicht mit einer geringeren Raumdichte – dies wäre bei einer reduzierten Verdichtungstemperatur durchaus zu erwarten – erklärt werden, wie aus den in Bild 4 aufgeführten Raumdichten (Mittelwert aus drei Ergebnissen) zu erkennen ist. Der Einfluss von im Mischgut verbleibender Feuchtigkeit aus dem Schaumbitumen ist aufgrund des eher geringen Zugabebindemittelgehaltes (nur das Zugabebindemittel wird aufgeschäumt) unwahrscheinlich und wurde im Rahmen einer zeitlichen Beobachtung der Steifigkeitsmoduln nicht nachgewiesen. Bei Betrachtung der absoluten Unterschiede der Steifigkeitsmoduln der Asphaltbinderschicht wird insgesamt deutlich, dass zwar Unterschiede zwischen Referenz- und Schaumbitumenmischgut vorhanden sind, diese Unterschiede zum Großteil jedoch im Bereich der nach TP Asphalt-StB, Teil 26 definierten Verfahrenspräzision liegen. So beträgt beispielsweise die Differenz zwischen dem Steifigkeitsmodul des Referenzmischgutes BS60 (Referenz) und dem Steifigkeitsmodul des Schaumbitumenmischgutes BS60 (Schaum) bei einer Prüffrequenz von 10 Hz und einer Prüftemperatur von -10 °C etwa 389 MPa. Verformungsverhalten bei Wärme In Bild 5 und Bild 6 sind die mit dem einaxialen Druck-Schwellversuch ermittelten Impulskriechkurven für die Asphaltdeck- und Asphaltbinderschichtvarianten dargestellt. Im Hinblick auf die Varianten DS30 und BS40 können keine bis sehr geringfügige Unterschiede zwischen den bleibenden Verformungen der Referenzvarianten und den bleibenden Verformungen der temperaturabgesenkten Varianten mit Schaumbitumen festgestellt werden. Bei den Varianten DS50 und BS60 zeigt sich eine etwas größere Streuung der Ergebnisse. Die Variante DS50 (Schaum) weist etwas höhere und die Variante DS50 (Schaum + Additiv) geringfügig höhere bleibende Verformungen als die Variante DS50 (Referenz) auf (siehe Bild 5). An den Proben der Variante BS60 (Schaum) wurden deutlichere Unterschiede der bleibenden Verformungen gegenüber der Referenzvariante BS60 (Referenz) festgestellt (siehe Bild 6). Die bleibenden Verformungen der Variante BS60 (Schaum + Additiv) fallen hingegen geringer aus als bei der Referenzvariante BS60 (Referenz), was wiederum die Plausibilität der Ergebnisse von Variante BS60 (Schaum) infrage stellt. Möglicherweise kann auch hier die Verfahrenspräzision als Ursache für die Unterschiede nicht ausgeschlossen werden. Um die Ergebnisse unabhängig von den anfänglich hohen Dehnungen (Lastzyklus 1 bis 200) besser einordnen zu können, wurde die Dehnungsrate zwischen den Belastungszyklen 9.800 und 10.000 für alle in Bild 5 und Bild 6 dargestellten Varianten ermittelt. In Bild 7 sind die ermittelten Dehnungsraten sowie die Raumdichten der Bohrkerne gegenübergestellt. Mit Ausnahme der Variante BS60 (Schaum) liegen die Dehnungsraten innerhalb der jeweiligen Mischgutvarianten auf einem ähnlichen Niveau. Weiterhin kann kein eindeutiger Zusammenhang zwischen Raumdichte und Dehnungsrate festgestellt werden. Die hier dargestellten Resultate aus dem Arbeitspaket 1 lassen keinen endgültigen Rückschluss auf einen reduzierten Verformungswiderstand der Schaumbitumenmischgüter zu. Ergebnisse – Großtechnische Erprobung (Arbeitspaket 2) Im Folgenden werden erste Erkenntnisse aus der großtechnischen Herstellung von Schaumbitumenmischgut am Beispiel einer Asphalttragschicht AC 22 T S mit 60 M.-% und 80 M.-% Asphaltgranulat vorgestellt. Asphaltmischgutherstellung Im Zuge der großtechnischen Erprobung an den Hohen- 8|2022
Schwerpunkt: Schaumbitumen 49 Dehnungsrate [‰‧10 -4 /n] 10 9 8 7 6 5 4 3 7,2 6,9 6,9 2,385 6,3 6,3 6,2 6,2 2,401 2,401 2,389 2,404 6,5 7,1 2,398 2,413 5,7 2,412 7,3 4,8 2,397 2,42 2,415 2,41 2,405 2,4 2,395 2,39 2,385 Raumdichte [g/cm³] Bild 7: Dehnungsraten und Raumdichten der Referenzvarianten sowie der Schaumbitumenvarianten ohne und mit schaumstabilisierendem Additiv 2 2,381 2,382 2,382 2,38 1 2,375 0 DS30R DS30S DS30S + A. DS50R DS50S DS50S + A. BS40R BS40S BS40S + A. BS60R BS60S BS60S + A. 2,37 loher Asphalt-Mischwerken in Heilbronn wurde Asphalttragschichtmischgut AC 22 T S ohne und mit Einsatz von Schaumbitumen produziert. Für die Referenzvarianten ohne Schaumbitumen wurde eine Mischtemperatur von 160 °C angestrebt. Das Schaumbitumenmischgut wurde sowohl bei konventioneller Temperatur (ca. 160 °C) als auch bei um etwa 20 K reduzierter Temperatur (ca. 140 °C) hergestellt. Die Absenkung der Mischtemperatur wurde durch eine kombinierte Kalt- und Warmzugabe der Asphaltgranulate realisiert. Der Bindemittelübergang vom Asphaltgranulat zur frischen Gesteinskörnung konnte durch die Dauer der Trockenmischzeit recht gut gesteuert werden. Insgesamt konnte für alle Varianten eine gute Umhüllung der Gesteinskomponenten festgestellt werden (siehe Bild 8). Beim Schaumbitumenmischgut waren weder Restwasseranteile sichtbar (Blasenbildung) noch hörbar (knistern). Die angestrebten Temperaturniveaus konnten bei allen Varianten gut eingehalten werden. Steifigkeit In Bild 9 und Bild 10 sind die Steifigkeitsmoduln einiger im Rahmen der großtechnischen Erprobung an den Hohenloher Asphalt-Mischwerken hergestellten Varianten als Masterkurven abgebildet. Wie in den beiden Abbildungen zu erkennen ist, liegen die Steifigkeitsmo- Der Staubbefeuchtungsmischer DUSTFIX Für Asphaltfüller, Gesteinsstaub und andere Füllstoffe von 10-80 m³/h. Ohne Staub sieht‘s besser aus. Mehr Informationen auf www.mapgmbh.com 8|2022
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